Образование двойного электрического слоя при адсорбции

Образование двойного электрического слоя при адсорбции [c.15]

Возможно также образование двойного электрического слоя, обусловленного одновременно несколькими причинами, например ионно-адсорбционного слоя при адсорбции поляризуемых атомов кислорода на поверхности металла в условиях перехода катионов из металла в электролит (рис. 106, к) — ионно-адсорбционный потенциал. [c.150]

При адсорбции из растворов на поверхности в ряде случаев наблюдается интересное явление, заключающееся в том, что некоторые анионы адсорбируются на границе раствор—воздух сильнее катионов. В результате на поверхности раствора образуется двойной электрический слой с отрицательным зарядом снаружи и положительным внутри жидкой фазы. Образование двойного электрического слоя на границе раздела фаз представляет собой общее явление. [c.15]

Рис. 8.2. Работа выхода Рис. 8.3. Образование двойного электрического электронов из полупро- слоя при нанесении пленки цезия па поверхность водника вольфрама (а) и при адсорбции атомов кисло-

Трудно предположить, чтобы и в наших исследованиях большие органические ионы или молекулы при адсорбции растворялись в поверхностном слое электрода. Обнаруженную зависимость силы тока (скорости катодного процесса восстановления Н3О+) от времени можно было бы объяснить неравномерной адсорбцией ингибитора на участках с различным адсорбционным потенциалом [8]. Однако маловероятно, чтобы время адсорбции на различных участках поверхности значительно различалось, так как физическая адсорбция (а мы ее здесь предполагаем) — быстрый процесс. Поэтому, очевидно, причину наблюдающегося изменения силы тока при добавке в электролит органического ингибитора следует искать в иных явлениях. Было показано (стр. 130), что нри адсорбции молекул органических веществ или ионов строение двойного электрического слоя изменяется с образованием переходной зоны. Ее возникновение сопровождается вытеснением из двойного слоя ионов фона и молекул воды, изменением потенциала и pH в приэлектродном слое и затруднением диффузии ионов водорода к поверхности металла. Эти изменения, вызванные возникновением переходной зоны, про- [c.140]

Рис. 2. Двойной электрический слой, образованный катионами, при наличии специфической адсорбции их (а) и схема изменения потенциала при изменении расстояния от электрода (б)

Влияние высокомолекулярных анионоактивных веществ на скорость разряда НзО" связано, прежде всего, с затруднением диффузии ионов водорода к поверхности металла из-за образования (как и в случае присутствия неионогенных веществ и катионов органических веществ) переходного слоя. Все сказанное выше в отношении действия неионогенных веществ справедливо также для высокомолекулярных анионоактивных веществ. В отличие от неионогенных веществ, анионы органических веществ больше влияют на строение двойного слоя, так как при их адсорбции возникает дополнительное электрическое поле. Рассмотрим поведение анионоактивных веществ у положительно заряженной поверхности (рис. 3). [c.134]

Дерягина Б, В. и Кротовой Н. А,) лежат электрические силы. В зависимости от природы контакта и характера процесса его нарушения основную роль в адгезии твердых тел люгут играть силы Ван-дер-Ваальса, силы гомео-полярной связи, возникающие между молекулами поверхностей, и электростатические силы, возникающие в результате образования на контакте двойного электрического слоя. Всякое взаимодействие обусловлено химической природой молекул и образованием в результате этого на границе контакта мощных электрических слоев, вследствие чего появляется значительная электростатическая составляющая сил адгезии. Таким образом, адгезия — это результат действия электростатических и ван-дер-ваальсовых сил при этом электростатическая слагающая сил адгезии целиком определяется двойным электрическим слоем, который всегда возникает при контакте разнородных тел. Возникновение двойного электрического- слоя есть косвенный результат ориентированной адсорбции полярных функциональных групп полимера (рис. 245). Ориентация последних изменяет разность потенциалов между фазами, что и приводит к образованию двойного электрического слоя. [c.454]

Изменение потенциала нулевого заряда металлов под влиянием галогенид-ионов является специфичным для каждого хметалла. На ртути адсорбция галогенид-ионов, по Фрумкину [70], является обратимой, она носит электростатический характер, а отчасти и специфический, обусловленный образованием связей, близких к ковалентным. Энергия активации адсорбции из растворов невелика. При адсорбции галогенид-ионов на ртути они участвуют в формировании ионной части двойного электрического слоя, поэтому смещают потенциал нулевого заряда в отрицательную сторону. Однако на железе характер адсорбции иной и адсорбция, по мнению многих исследователей, носит необратимый характер. Ионы галогенидов, адсорбируясь необратимо, входят в состав металлической обкладки двойного слоя, их заряды составляют часть заряда поверхности металла, поэтому возникающие на по верхно-сти металла диполи смещают потенциал нулевого заряда в положительную сторону. Различный характер адсорбции галогенид-ионов на железе и ртути подтверждается еМ Костными и поляризационными измерениями на ртути адсорбция анионов увеличивает емкость двойного электрического слоя и ускоряет разряд ионов водорода, а на железе емкость падает и разряд ионов водорода замедляется. [c.131]

Весьма убедительный пример роли адсорбции дает пассивация платины, анодно растворяющейся в соляной кислоте [49]. В этих условиях платина растворяется медленно, причем при ф=соп81 сила анодного тока уменьшается со временем. При помощи снятия катодных кривых заряжения было показано, что это связано с накоплением кислорода, адсорбированного платиной. Если 6% поверхности занято адсорбированным кислородом, то скорость растворения платины уменьшается в 4 раза если закрыто 12% поверхности, то скорость растворения уменьшается снова в 4 раза, т. е. в 16 раз по сравнению с поверхностью, свободной от кислорода, и т. д. Этот результат никак нельзя связать с образованием фазового окисла, хотя в определенных условиях он и может возникнуть на поверхности платины. Очевидно, что экспоненциальная зависимость между анодным током и долей закрытой поверхности связана с изменением строения двойного электрического слоя. Адсорбированные атомы кислорода образуют на поверхности металла диполи, тормозящие растворение его. [c.236]

На основе [33, 34] можно считать установленным, что в катодный импульс тока происходит активация титана вследствие восстановления пассивирующего слоя кислорода. В следующий анодный цикл наряду с реакцией ионизации металла протекает адсорбция кислорода. При этом скорость роста новой фазы на поверхности металла может определяться скоростью диффузии пассивирующих частиц к поверхности электрода [18]. Другими словами, коррозия титана за отдельный импульс является параболической функцией длительности анодного цикла. Однако необходимо заметить, что подобные представления допустимы при двух условиях во-первых, образование пове1)хностного слоя кислорода происходит мгновенно, и, следовательно, в измеряемую величину коррозии не входят потери металла за время завершения адсорбции первого слоя кислорода, во-вторых, на поверхности металла возникает более чем мономоле-кулярный слой кислорода. Разумеется, допущение о мгновенной адсорбции кислорода с учетом известной зависимости скорости адсорбции частиц от времени [43] не может быть принято. Можно лишь предполагать, что вследствие медленного процесса перезаряжения двойного электрического слоя после изменения полярности тока необходимый анодный потенциал электрода достигается недостаточно быстро. Действительно, несмотря на все меры, которые были приняты для уменьшения постоянной времени поляризующей цепи, потенциал электрода смещался из каТодной области в анодную довольно медленно (рис. 6). [c.22]

Скорость протекания всего процесса в целом определяется стадией, сопровождающейся наибольшими торможениями. Этими торможениями могут быть замедленный перенос разряжающихся ионов к катоду — концентрационное перенапряжение (1-я стадия) замедленный разряд ионов, который обусловлен затруднениями переноса заряда через двойной электрический слой и связанным с этим изменением физико-химического и энергетического состояния ионов (дегидратация, десольватация, распад комплексных ионов и др.) — электрохимическое перенапряжение (2-я стадия) трудности, связанные с построением кристаллической решетки (замедленная диффузия ад-атомов или ад-ионов по поверхности катода к местам роста кристаллов, затруднения при внедрении атомов в кристаллическую решетку или при образовании двух- или трехмерных кристаллических зародышей), — так называемое кристаллизационное перенапряжение (3-я стадия). Значения кристаллизационного перенапряжения сравнительно невелики и зависят от природы металла и состояния поверхности катода, которое во время электролиза меняется в результате адсорбции посторонних ионов и молекул органических веществ. Для многих металлов (5п, РЬ, Ag, Нд, Сс1 и др.), имеющих сравнительно большие токи обмена, кристаллизационное перенапряжение составляет всего лишь несколько милливольт и возникает, когда электрохимическое перенапряжение при выделении этих металлов очень мало, напри- [c.12]

Наблюдаемое влияние поверхностно активных катионов и анионов на скорость коррозии железа в кислотах объясняется тем, что при адсорбции поверхностно активных ионов изменяется г 1 потенциал [19]. Адсорбция по-вб рхностно активных органических катионов должна по-, вышать перенапряжение водорода, а поверхностно активных анионов — снижать перенапряжение водорода. Образование адсорбционного слоя из поверхностно активных органических катионов термозит переход положительно заряженных ионов железа через двойной электрический слой из металла в раствор. [c.18]

Во всех этих примерах образование двойного слоя связано с определенными свойствами межфазной границы, проницаемой для заряженных частиц одного какого-либо сорта электронов, катионов металла, ионов малого размера. Если перенос электрических зарядов через границу раздела фаз невозможен, то двойной слой возникает в результате избирательной адсорбции поверхностно-активных ионов или дипольных молекул растворителя. Подобного рода скачки потенциала обнаружены на границе раствор—воздух, если в растворе присутствуют поверхностно-активные ионы. При адсорбции дипольных молекул, например на ртути, происходит их ориентация, вследствие которрй к поверхности металла оказывается обращенным какой-либо определенный конец диполя, и двойной слой реализуется внутри самих адсорбированных молекул (рис. 2). [c.8]

В полном соответствии с уравнением Гиббса — Липпмана нами было показано, что наряду с адсорбцией молекул поверхностно-активных веществ причиной понижения прочности, вследствие понижения поверхностной энергии, является и электрическое заряжение поверхностей в процессе их образования. Такие электрокапиллярные эффекты понижения прочности (твердости) металлов и облегчения их пластической деформации были подробно изучены Е. К. Венстрем в нашей лаборатории. Эти исследования велись в тех же условиях, что и при снятии электрокапиллярных кривых, т. е. зависимости поверхностного натяжения от поляризации поверхности ртуть — раствор электролита. Этот раствор достаточно концентрирован, чтобы двойные слои были практически предельно сжатыми. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...